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Als Antwort auf: [B]Schwerter[/B] von Olav am 19. Juli 2004 08:29:08: Moin Moin, ein netter Ansatz zum Nachdenken! Gelobt sei, was schnell macht! Vom Rechnen hab ich ja keine Ahnung, aber beim Segeln ist es schon erheblich ruhiger, wenn das Schwert ganz drinnen ist. Und ich glaube, diese Ruhe ist für die vernünftige Anströhmung des Provils wichtig: wer ruhig und aufrecht segelt ist schnell!! Sollte also die Fläche zur Minimierung der Abdrifft ausreichen (Burkh.>) müsste man sich Gedanken über die Stabilisierung der Kiste machen. Lieben Gruß und weiter so Jenzz

Als Antwort auf: [B]Re: Schwerter[/B] von Olav am 19. Juli 2004 10:52:43: Hallo Olav ... Abgesehen davon bedeutet ein Plus an Speed eine Erhöhung des Auftriebs bei gleicher Tragflächenform und -größe bzw. macht es möglich, mit der Fläche noch weiter runterzugehen... Deswegen auch das hochgezogene Schwert bei viel Wind. Interessant finde ich vor allem zwei Dinge: 1.) Gibt es eine Grenze ab der es auch bei wenig Wind es nur mehr viel bringt noch mehr Schwert zu fahren> 2.) Ist es moeglich ein solches Schwert bei Wind ggf ausreichend zu verkleinern> Ist die Strategie "im zweifel ein bischen groesser" auf jeden Fall besser> Ich denke eine Antwort auf diese Frage, mit einer Methode oder zumindest Faustregel fuer ein gut bemessenes Schwert waere ein gutes Ergebnis einer solchen Diskussion. >>Frank Bethwaite beschreibt in seinem Highperformance Sailing Buch Versuche den angenommenen Abdriftwinkel von 3 Grad zu messen. Er konnte diesen Wert >>jedoch weder wider noch belegen. >Stelle ich mir auch schwierig vor, zugegeben. Ich denke, die theoretisch einzig vernünftige Methode wäre es, ein GPS-Gerät und einen konventionellen Magnetkompass mitzunehmen und dann die Differenz zwischen gesteuertem (vom Kompass) und tatsächlichen Kurs (vom GPS) zu ermitteln - sofern man den Kompass auf mind. 1° genau ablesen kann, was vermutlich nicht drin sein wird. Ätsch! :-/ Ich habe den Bethwaite leider nicht gelesen, aber zumindest scheint er ja beim Abdriftwinkel von einer ähnlichen Größenordnung zu reden wie ich nach meinen Rechnungen (in einer Excel-Tabelle, in der man ja ganz bequem mit den einzelnen Faktoren spielen kann). Ich finde das Buch vom Bethwaite merkwuerdig. Oft gibt er ausfuehliche BEschreibungen seiner Versuche an, aber keine konkreten, greifbare Ergebnisse sondern nur Blah Blah. Besser sind da die Teile ueber Wind und Welle sowie Bootshandling. In den Abdriftversuchen hat er sehr duenne Leinen hinter Booten hergezogen und von anderen Booten aus beobachtet. Anhand des Winkels zweischen Leine und Boot wollte er die Abdrift ablesen... gut Idee, in der Praxis offensichtlich sehr schwierig. >Ist ein Argument. Andererseits ist Rohan mit 120mm schmalem Schwert und Ruderblatt unterwegs, wenn er seine Stelzen untergeschnallt hat. Und beim Lossegeln ist er genau so schnell oder langsam wie jedes andere Boot auch... Was aber auf jeden Fall unumstößlich feststeht, ist der Dämpfungseffekt gerade vor dem Wind, den Du angesprochen hast! Das Blatt ist zwar schmal, aber lang und hat eine Abschlussplatte die den Wirkungsgrad sicherlich erhoeht. Oder was denkst Du> Gruss Nils

Als Antwort auf: [B]Re: Schwerter[/B] von Nils am 19. Juli 2004 11:21:26: >Deswegen auch das hochgezogene Schwert bei viel Wind. Interessant finde ich vor allem zwei Dinge: >1.) Gibt es eine Grenze ab der es auch bei wenig Wind es nur mehr viel bringt noch mehr Schwert zu fahren> Nix für ungut, aber könntest Du bitte diesen Satz noch einmal neu formulieren> Ich weiß wirklich nicht, was Du mir damit sagen willst... Auch Frage 2 würde dann klarer. >Ist die Strategie "im zweifel ein bischen groesser" auf jeden Fall besser> Ich denke schon! Vielerorts wird sogar behauptet, dass die Leute heutzutage generell dazu neigen, Schwerter bzw. Kiele viel zu klein zu machen. Mit einem zu kleinen Schwert, mit dem man an der Kreuz die Höhe der Konkurrenz nicht halten kann oder mit dem man es auf dem letzten Kreuzschenkel gerade eben nicht mehr schafft, das Luvfass anzuliegen, wird man sich sicher um Dimensionen mehr ärgern als mit einem etwas zu großen, das minimal mehr Widerstand macht, als es eigentlich sein müsste. Das generelle Problem ist ja die buchstäblich unendliche Anzahl von Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Faktoren bei einem Schwert, nämlich der Tiefgang, die Profillänge (und damit dem Seitenverhältnis), das Zuspitzungsverhältnis (und damit der Auftriebsverteilung), die Profildicke, die Profilform (Nasenradius, Lage der max. Dicke, S-Schlag,...), Änderungen des Profils auf dem Weg vom Kopf bis zur Spitze, Form der Vorder- und Achterkante, Pfeilungswinkel (wahrscheinlich habe ich noch etliches vergessen) sowie die leider (>) sehr große Bandbreite von Anstellwinkeln und Geschwindigkeiten, unter denen es funktionieren muss. Und das, ohne die Form verändern zu können (ich denke nicht, dass man sich mit irgendwelchen Sperenzchen à la Trimmklappen usw. auf einer Motte einen Gefallen tut). Somit ist das Schwert vielleicht fast noch kritischer für die Performance als das Rigg. >Ich denke eine Antwort auf diese Frage, mit einer Methode oder zumindest Faustregel fuer ein gut bemessenes Schwert waere ein gutes Ergebnis einer solchen >Diskussion. Genau das war meine Absicht. Irgendwie hat es mich einfach gestört, dass bis jetzt in solchen Dingen mehr oder weniger das übernommen wird, was an anderen Booten funktioniert hat, ohne das ganze mal kritisch zu hinterfragen. Klar scheint das Schwert einer Hungry Tiger ganz gut zu sein, sonst wäre Mark Thorpe nicht Weltmeister. Aber ich bin überzeugt, dass da noch Verbesserungspotenzial drin steckt, dass man sicher schneller ausreizt, wenn man vorher rechnet. Nichts gegen Andrew Landenberger, aber ein Schwert Stück für Stück abzusägen, finde ich dann doch nicht so schrecklich seriös... >Das Blatt ist zwar schmal, aber lang und hat eine Abschlussplatte die den Wirkungsgrad sicherlich erhoeht. Oder was denkst Du> Wenn ich das richtig verstanden habe, hast Du so eine Art T-Foil-Schwert> Sollte sicher leistungssteigernd sein, wenn die Endplatte vernünftig gemacht ist. Doug Culnane behauptet z.B., dass ein T-Foil am Ruderblatt das effektive Seitenverhältnis um den Faktor 1.3 erhöhe. Wo er diesen Wert nun genau her hat, weiß ich leider nicht, aber dass das Vergrößern des Seitenverhältnisses ein sehr effektives Mittel ist, um den Cl zu erhöhen, ist nach der Formel Cl=((Cl2d*alpha)/(1+(2/lambda)) klar ersichtlich. Bei der Rolldämpfung kann ich mir auch gut vorstellen, dass weniger die Fläche, sondern vor allem die Länge des Schwertes entscheidend ist - je länger der Bereich mit anliegender Strömung, desto größer sollte auch das daraus resultierende Trägheitsmoment sein. Kann man bestimmt auch ausrechnen, muss ich mal recherchieren. Gruß, Olav

Als Antwort auf: [B]Re: Schwerter[/B] von Nils am 19. Juli 2004 12:36:11: Ah, jetzt ist klar, was Du meinst! :-) Es gibt klar eine Grenze. Ein Schwert muss in jeder Situation beim Segeln in der Lage sein, die Seitenkraft des Riggs auszugleichen. Mit einem größeren Schwert kann man in der Hinsicht sicher erstmal nichts verkehrt machen. Nur wird es irgendwann albern, wenn man wesentlich mehr Lateralfläche mit sich rumschleppt, als man eigentlich müsste. Ich denke, man wird eine minimale Geschwindigkeit definieren müssen, ab der das Boot nicht mehr nur quertreiben soll. Wenn man die kennt und sich einen schönen Anstellwinkel dazu ausdenkt, kann man wieder rechnen. Die beste Methode, die Schwertfläche zu verkleinern, stellt sicher das einfache Aufholen dar, zumal damit auch der Lateralschwerpunkt nach oben wandert und das krängende Moment verringert wird. Daher lässt sich vermutlich auch das dann schlechtere Seitenverhältnis kompensieren, wobei ich jetzt gar nicht weiß, wie sich das zur höheren Geschwindigkeit verhält... In der Fliegerei hat es sich ja herausgestellt, dass bei Überschallgeschwindigkeit ein sehr kleines Seitenverhältnis von Vorteil ist, aber ich fürchte, das lässt sich hier kaum übertragen. Gruß, Olav

Als Antwort auf: [B]Re: Schwerter[/B] von uwe am 19. Juli 2004 18:29:41: Moin Uwe! >Je weiter vorne, desto mehr Höhe kann man bei wenig Wind laufen.(z.B. SPEEDY) Bei viel Wind muß das Schwert aber dann weiter hinten sein. Völlig korrekt! Allerdings nicht nur wegen der Performance, sondern auch fürs Handling. Ich spreche da aus bitterer Erfahrung, mein jetziges Boot war ohne den Ruderoutrigger bei Wind raumschots kaum zu halten, fing immer an, nervös zu tänzeln und eine Luvkenterung war dann irgendwann kaum noch zu vermeiden. Schwertlippen mag ich ehrlich gesagt nicht so. Dann fände ich es besser, zwei Schwertkästen hintereinander zu haben, wobei man den jeweils nicht benötigten mit einem Einsatz oder Tape verschließt. Mit den Miller-Foils wird man ohnehin für jeden Millimeter mehr dankbar sein, den das Schwert vom Canard entfernt ist. Gruß, Olav

Als Antwort auf: [B]Re: Schwerter[/B] von Olav am 20. Juli 2004 12:45:04: Interessante Diskussion, die Olav aufgerissen hat... Einige Anmerkungen zu dem allerersten (langen) Artikel. 1. Mir gefällt die Gleichung gar nicht, auch die Skizze. Das ist eine rein statische Betrachtung und hat mit dem Segeln kaum was zu tun. Das könnte höchstens passen, wenn man nach einer Wende zum Stillstand kommt (versehentlich), die Schot dichtnimmt und dann erstmal seitwärts treibt. Genau dann drückt das Segel nach Lee, das Schwert hält dagegen und der Segler muß durch Ausreiten die Stabilität wahren. 2. Dynamisch wird es dann, wenn man den Zustand des Seitwärtstreibens überwunden hat. Genau dann legt sich nämlich die Strömung am Schwert an und erzeugt Auftrieb. Und diesen Auftrieb braucht man, um die Abdrift auszugleichen und die hier erzeugte Kraft hat nur wenig mit dem Segelmoment um die Rollachse zu tun - hier ist nämlich die dominierende Gegenkomponente der Steuerman mit seinem Gewicht. Wenn hier eine Querkomponente auftritt (tut sie, um die Abdrift zu kompensieren) ist sie ja störend, denn sie wirkt ja dummerweise in der selben Richtung um die Rollachse, wie der Segeldruck. Konsequenz: Ganz kurzes Schwert, damit der Steuermann nicht so weit ausreiten muß ! 3. Zur Abdrift und dem Winkel: Hier handelt es sich um ein sich selbst einstellendes Gleichgewicht. Bei einem einfachen Brett z.B. braucht man sagen wir mal 5 Grad Anströmwinkel (Abdrift), um die Seitenkraft aufzubringen, die man zur Kompensation der Segelquerkraft benötigt. Mit einem gut profilierten Schwert gleicher Fläche hingegen, kann man das auch schon bei z.B. 3 Grad schaffen. Konsequenz: Sowohl große Schwertfläche als auch gutes Profil für möglichst kleine Abdrift. 4. Der Auftrieb des Rumpfes (Seitlich, gegen Queranströmung) darf bei Motten absolut nicht vernachlässigt werden. Wir haben mittlerweile fast senkrechte Seitenwände und minimale Kimmradien. Das bringt IMHO glatt die Hälfte der benötigten Seitenkraft. Konsequenz: Verringerung der Schwertfläche. 5. Die Schwertform (Umriß) ist sehr wichtig. Warum haben Segelflugzeuge so lange Flügel mit geringer Profiltiefe> Weil sie bei gleicher Fläche mehr Auftrieb liefern, als bei einem geringeren Streckungsverhältnis. Andere Frage: Warum haben Flugzeuge vielfach einen elliptischen statt einen rechteckicgen Flügelumriß> Weil die Umströmung der Außenkanten eines Rechtecks soviel Auftrieb wegnimmt, daß die Ellipse mit weniger Oberfläche den gleichen Auftrieb liefert wie ein Rechteck gleicher Profiltiefe und Spannweite. Konsequenz: Schwerter unten schmaler werden lassen (hebt auch den Druckpunkt etwas nach oben >) 6. Weitere Gedanken: Macht man das Schwert dünner, bremst es weniger, dafür reißt die Strömung eher ab. Das stört aber nur beim Anfahren (s.o.), aber es stört auch beim Kentern, und das ist fatal, wenn das Brett einfach abbricht. Hier hat man mittlerweile eine guten Mittelwert gefunden. Anders ist es beim Ruder. Das sollte schon recht dick sein, denn es ist (selbst erlebt) recht ekelhaft, wenn man zusehen kann, wie die Luftblase nach unten wandert und dann die Katastrophe folgt. Aber auch das kann man durch heftiges Ausreiten vermeiden, also nicht zu dick, aber ruhig dicker als das Schwert (hier hilft gegen die Durchbiegung natürlich nur Dicke wegen der 3-ten Potenz, aber auch viel Karbon an der Stelle der größten Dicke macht Sinn). 7. Fazit zum Schwert: In den oben genannten Konsequenzen laufen einige Dinge gegeneinander. Wenn man die Rolldämpfung vor dem Wind berücksichtigt, dann ist es IMHO am besten, ein langes dünnes Schwert mit geringer Profiltiefe und elliptischem Umriß zu verwenden. Ist es nicht in etwa das, was wir haben >>> Gruß, Andreas Sorry, daß es so lang war, aber besser so, als ein paar hingeworfene Brocken, oder>

Als Antwort auf: [B]Re: Schwerter[/B] von Andreas G, diesmal Schiffbauer, nicht Schweppsmaster oder Zermesser am 20. Juli 2004 20:23:15: Moin Andreas, schönen Dank für Deine Ausführungen, aber :-) lass mich folgende Bemerkungen machen: Zu 1.): Selbstverständlich reden wir hier von einem statischen System, ganz klar. Ich habe diese Methode nicht selbst entwickelt, sondern nur übernommen und war/bin selbst auch skeptisch, nicht zuletzt dadurch, dass mein rechnerisches Ergebnis so drastisch von dem abweicht, was in der Praxis Standard ist. Einen Einwand gegen Deinen Einwand habe ich trotzdem (in der Hoffnung, Dich nicht komplett falsch interpretiert zu haben): Die Seitenkraft, die ich Fsegel genannt habe, ist NUR EINE Komponente der GESAMTEN Kraft, die am Rigg wirkt. Der andere Teil dieser gesamten Kraft, der das Boot vorwärts treibt, wird in der Analyse nicht mit berücksichtigt, was ich mit meinem (noch) Laienverstand logisch finde - das Schwert soll ja die Querkraft ausgleichen und nicht den Vortrieb. Somit ist der statische Zustand des Rechenmodells eine Momentaufnahme eines in der Realität zweifellos dynamischen Vorgangs. Nichts anderes tun aber auch sämtliche VPPs, wenngleich die etwas komplexere Gleichgewichtsbedingungen aufstellen und dabei vermutlich auch noch um einiges präziser sind, was die Lage der einzelnen Druckpunkte usw. anbelangt - das war bei mir ja alles nur so grob aus der Hüfte geschossen. zu 2.): Volle Zustimmung. zu 3.): Dito. zu 4.) Zitat: "Der Auftrieb des Rumpfes (Seitlich, gegen Queranströmung) darf bei Motten absolut nicht vernachlässigt werden.[...] Das bringt IMHO glatt die Hälfte der benötigten Seitenkraft. Konsequenz: Verringerung der Schwertfläche." Klingt vernünftig und deckt sich einerseits mit der Praxis, die mal ein Aussie beschrieben hat, wonach sie bei 20-25kn Wind nur noch knapp 160mm des Schwertes aus dem Rumpf ragen lassen (wie machen die das dann mit ihrem Baum>>>) - spricht andererseits aber auch wieder dafür, dass die normalen Schwerter heutzutage eigentlich --> ;-) <-- zu groß sind. zu 5.): Der Vorteil elliptischer Umrisse ist ja zugegebenermaßen schon lange kein Geheimnis mehr. Was hier noch nicht angesprochen wurde, nach Larsson und Eliasson aber einen nicht unerheblichen Einfluss haben soll, ist der Pfeilungswinkel in Abhängigkeit vom Zuspitzungsverhältnis. So ist z.B. einem Diagramm in "Principles of Yacht Design" zu entnehmen, dass man bei einem Zuspitzungsverhältnis von 1 (also Rechteck) das Schwert oder den Kiel um 20° nach vorne anwinkeln soll (super Seegrasfänger... :-)). zu 6.): "Anders ist es beim Ruder. Das sollte schon recht dick sein, denn es ist (selbst erlebt) recht ekelhaft, wenn man zusehen kann, wie die Luftblase nach unten wandert und dann die Katastrophe folgt." Ich selbst fahre zurzeit ein relativ kleines Ruderblatt (700*160mm unter Wasser) mit einem vergleichsweise fetten Profil (NACA 0015). Die Steuerwirkung ist nicht schlecht, aber mittlerweile bin ich mir nicht mehr so sicher, ob derart dicke Profile bei angehängten Rudern (also solchen, die die Wasseroberfläche durchstoßen) so besonders toll sind, wenn man sich ansieht, wie viel Spritzwasser da entsteht und wieviel Luft das Blatt nach unten saugt. Da wäre es evtl. interessant, im Bereich der Wasserlinie ein schlankeres Profil mit schärferem Nasenradius zu verwenden (à la NACA 00XX-4X oder noch spitzer), das dann weiter unten wieder in eine "normale" Form ausläuft. Gruß, Olav

Als Antwort auf: [B]Re: Schwerter[/B] von Olav am 21. Juli 2004 08:50:03: Hai Olav, >... aber mittlerweile bin ich mir nicht mehr so sicher, ob derart dicke Profile bei angehängten Rudern (also solchen, die die Wasseroberfläche durchstoßen) so besonders toll sind, wenn man sich ansieht, wie viel Spritzwasser da entsteht und wieviel Luft das Blatt nach unten saugt. Da wäre es evtl. interessant, im Bereich der Wasserlinie ein schlankeres Profil mit schärferem Nasenradius zu verwenden (à la NACA 00XX-4X oder noch spitzer), das dann weiter unten wieder in eine "normale" Form ausläuft. Einfacher und ne Zeitlan beim FD Mode (immer noch>): Im Bereich das Wasserlinie das Ruderblatt vorn spitz machen. Gruß Burkh Ach ja: elliptischer Umriss: Grau ist alle Theorie, nachdem ich etwa 5 - 8 Jahre lang Schwerter mit elliptischem Umriss gebaut habe, danach Rechteckformen mit den unteren 50% elliptisch und mir einen Wolf geschliffen habe in der Zeit (einen>, ach was, mindestens drei...jede menge Profile zum abgleichen etc...) bin ich heute beim verjüngten aber ansonsten rechteckigen Umriss. Leicht zu fräsen für die CNC und vor allem: leicht zu laminieren.... mach mal ein schönes Laminat mit straffen Kohlefasern über einem elliptischen Umriss. :-)) Gruß Burkh *vorArbeitganzgrau...Bootimmernochnichtfertig >Gruß, Olav

Als Antwort auf: [B]Moden[/B] von Burkh am 21. Juli 2004 10:35:25: Moin Burkh! > ...bin ich heute beim verjüngten aber ansonsten rechteckigen Umriss. Da bist Du ja mit Mark T., John I., Andy P. u.a. in guter Gesellschaft. Was halten die Experten denn von trapezförmig verjüngten Schwertern & Ruderblättern> Praktisch weder vom Kern, noch vom Laminat her schwieriger zu bauen als ein Rechteck... Gruß, Olav

Als Antwort auf: [B]Re: Moden[/B] von Olav am 22. Juli 2004 09:09:40: TRAPEZ!!!!! Das war genau das Wort, das ich suchte..... so sehen die Schwerter aus, die ich seit Jahr und Tag fahre, trapezförmig! (Danke, Olav, danke! so heilt man Alzheimer) Profiltiefe an der Spitze etwa 50 - 60% von der Tiefe an der Wurzel. So ist das. >Da bist Du ja mit Mark T., John I., Andy P. u.a. in guter Gesellschaft. Ham die auch Alzheimer> Gruß äääh... Burkh